專利名稱：基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種計算機仿真技術領域的系統(tǒng)，具體是一種基于客流預測和自 適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)。
背景技術：
應用信息技術實現(xiàn)客流引導能夠加快人們對信息的處理速度，并能夠為人們 進行決策提供幫助。此外能夠為游客提供全面和特需的信息，是目前旅游業(yè)的技 術改進和研究方面?zhèn)涫懿毮康募夹g。但目前的研究中應用于客流引導的信息技術 多在客流的測量、旅游信息提供、定制旅游信息、信息發(fā)布手段等方面。例如信 息發(fā)布手段探討了如何利用手機等無線方式、電視等公眾媒體方式為游客提供信 息；使用紅外、壓力感應、圖像、視頻等方式進行客流的測量；為不同文化背景 的游客提供不同語言、不同內容的信息；為不同興趣愛好的游客有重點的推薦感 興趣的內容等。但這些技術沒有專門針對擁擠和客流引導。
經對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請?zhí)枮?00480034292. 5的中國專利， 專利名稱為《經由無線控制的關于人群集中的中心的人流管理》，該專利提出了 在娛樂場所控制多個吸引人地點、集中點人流的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)中使用無線手 段(移動電話)或電視等手段進行客流引導。但這個專利是基于主題公園的背景， 在該環(huán)境下系統(tǒng)可以明確得知某項娛樂項目單位時間能夠招待的精確人數(shù)，從而 對排隊的游客進行引導。然而這種引導客流的系統(tǒng)并不是通用的，尤其是不適用 于一些公共的展覽館和公共場所等發(fā)生無法明確參與活動人數(shù)的場所。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對公共場所的客流引導，提出了一種基于客流預測和自適應仿真的 擁擠預警系統(tǒng)，通過對活動現(xiàn)場進行建模處理，將活動現(xiàn)場分為多個區(qū)塊，對區(qū) 塊出入口進行客流測量，記錄歷史客流測量數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立區(qū)塊間客流 的流動模型，并根據(jù)實際客流測量的結果，對客流進行自適應的預測和仿真，根據(jù)對給定時間提前量的客流預測和仿真的結果對未來時段的擁擠狀態(tài)進行評估， 并在擁擠形成前發(fā)出擁擠預警。系統(tǒng)管理人員可根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的預警等級采取擁 擠預案，對客流進行引導。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括現(xiàn)場建模模塊、測量模塊、 數(shù)據(jù)存取模塊、客流預測模塊、客流自適應仿真模塊、擁擠預警模塊、實施擁擠 預案模塊，其中
現(xiàn)場建模模塊負責在系統(tǒng)啟用前將待監(jiān)控的預防擁擠現(xiàn)場進行建模，其他模 塊均基于建模形成的現(xiàn)場進行工作；
測量模塊負責在現(xiàn)場中的各個測量點采用紅外、圖像、視頻等處理技術對區(qū) 塊內的游客人數(shù)進行測量和計算，并將測得的人流數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)存取模塊；
數(shù)據(jù)存取模塊記錄系統(tǒng)在運行過程中，歷史上的客流測量數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)、 擁擠預警發(fā)出時間、擁擠預案的實施時刻和持續(xù)時間等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)提供給客 流預測模塊和客流自適應仿真模塊調用；
客流預測模塊根據(jù)歷史客流的變化情況，以及擁擠引導預案實施狀態(tài)，對當 天或者第二天內某一時刻出入的客流進行預測，并將預測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲模 塊；
客流自適應仿真模塊根據(jù)預測的客流、實際測量的客流、采用的擁擠引導預 案等參數(shù)，對游客的移動過程進行仿真，客流自適應仿真模塊對全部游客的移動 過程進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結果和實際測量結果對現(xiàn)場建模參數(shù)進行自適應調整， 并重新進行仿真以使仿真結果更符合現(xiàn)場情況，同時，客流自適應仿真模塊根據(jù) 仿真的結果，判斷給定時間內現(xiàn)場的擁擠狀態(tài)，結果傳輸給擁擠預警模塊； 擁擠預警模塊根據(jù)客流預測模塊的評估結果，給出預警級別和預警區(qū)塊； 實施擁擠預案模塊，根據(jù)擁擠預警模塊發(fā)出的預警級別和預警區(qū)塊，實施相 應的的擁擠預案，并將實施的預案情況反饋給數(shù)據(jù)存取模塊，實施擁擠預案之后 重新啟動客流預測模塊和客流自適應仿真模塊，其中，擁擠預案是針對某些區(qū)塊 中發(fā)生擁擠或者即將發(fā)生擁擠時應用的引導人流的方法包括布控法和疏導法， 布控法是指在繼續(xù)向擁擠處流入人流的位置進行流量的控制，以減少流入的客流 數(shù)；疏導法是指在擁擠處提醒人流擁擠狀態(tài)，引導人流流出，為保證安全，同時 要控制人流移動速度。
所述的現(xiàn)場建模模塊，將現(xiàn)場分為若干個區(qū)塊，區(qū)塊包括五種類型出入口、 開放型道路、封閉性道路(包括橋梁)、休息區(qū)、活動區(qū)，現(xiàn)場建模模塊通過如 下參數(shù)仿真各個區(qū)塊容積、客流走向(單向還是雙向)、類型或寬度長度、實 測客流測量點位置、擁擠度、正常疏散時間，活動區(qū)還有吸引度、演出時刻、演 出時長、平均參觀時間(無演出時)等參數(shù)。
所述的數(shù)據(jù)存取模塊，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存和獲取的中心，將預測數(shù)據(jù)和實際測 量數(shù)據(jù)進行記錄，并響應其他模塊，為其他模塊提供保存數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)，例如 客流預測模塊和客流自適應仿真模塊對數(shù)據(jù)的請求。
所述的客流預測模塊是對出入口類型區(qū)塊流入和流出的人流做給定預先時 間內的預測，預測以星期為周期，本星期的預測客流根據(jù)上幾個星期的實際測量 出的客流數(shù)據(jù)按照客流增長的速度進行調整。
所述的客流自適應仿真模塊，包括游客仿真子模塊和參數(shù)自適應調整子模 塊，其中游客仿真子模塊是對單個游客進行游覽過程進行仿真，并對全部游客 的移動過程進行統(tǒng)計；參數(shù)自適應調整子模塊是對所有游客的仿真結果進行統(tǒng) 計，并根據(jù)統(tǒng)計結果和現(xiàn)實測量數(shù)據(jù)的不同對游客仿真子模塊中的參數(shù)進行自適 應的調整。
所述的游客仿真子模塊以客流預測數(shù)據(jù)為基礎，生成相應數(shù)據(jù)的游客，模擬 游客在各個區(qū)塊中的活動，仿真設定具體如下設定游客訪問所有的活動區(qū)，從 游客進入一個出入口區(qū)塊開始，有選擇的訪問休息區(qū)等區(qū)塊，然后選擇下一個活 動區(qū)塊，下一個活動區(qū)塊是未訪問過的區(qū)塊，并根據(jù)活動區(qū)塊的吸引度、演出時 間、擁擠度等參數(shù)以及一定的隨機量來決定；選定要訪問的區(qū)塊后，根據(jù)現(xiàn)場模 型，選擇途徑的道路和休息區(qū)，游客訪問區(qū)塊的時間根據(jù)當時游客自身的狀態(tài)、 區(qū)塊的類型和區(qū)塊的擁擠情況而確定；游客在訪問了所有的活動區(qū)后，通過一個 出入口離開，盡管單個游客的仿真并不具備很高的準確性，但全部游客的仿真結 果則能很好地表現(xiàn)出的全體游客的集體行為。
所述的參數(shù)自適應調整子模塊，首先將仿真的結果與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)相比對， 當仿真結果和實測數(shù)據(jù)發(fā)生了較大偏差時,將對現(xiàn)場建模中的參數(shù)進行自適應的 調整，參數(shù)調整完畢后重新調用游客仿真子模塊啟動游客仿真，這種參數(shù)自適應 的調整過程將每隔一段時間進行。
所述的擁擠預警模塊，是對未來給定時期內現(xiàn)場各區(qū)塊中的擁擠狀態(tài)進行預 測，并做出黃、橙、紅三級擁擠的預警，如果在某一區(qū)塊中人數(shù)超過區(qū)塊的容積， 且未來凈流入人數(shù)大于0時，發(fā)出該區(qū)塊的黃色擁擠預警；在某一區(qū)塊人數(shù)超過 區(qū)塊容積的1.2倍，且未來凈流入人數(shù)大于0時，發(fā)出該區(qū)塊的橙色擁擠預警; 在區(qū)塊人數(shù)超過區(qū)塊容積的1. 2倍，且未來凈流入人數(shù)將在疏散時間內使區(qū)塊人 數(shù)達到容積的1. 5倍時，發(fā)出該區(qū)塊的紅色預警。
所述凈流入人數(shù)是指區(qū)塊內流入的人數(shù)減去流出的人數(shù)。
所述的實施擁擠預案模塊，其根據(jù)未來可能發(fā)生擁擠的區(qū)塊位置以及擁擠預 警的等級而采取的擁擠預案，當發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量不多或者較為分散的情況 下，多采用區(qū)塊疏導法；在發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量較多時，且擁擠區(qū)塊較為集中時， 多采用區(qū)塊布控法。
所述實施擁擠預案模塊，提供人機界面供現(xiàn)場管理人員選擇要實施的預案， 并將己實施預案等數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存取模塊。
本發(fā)明工作時，鑒于擁擠是發(fā)生踩踏等安全事故的內在原因，而擁擠狀態(tài)是 隨著時間而不斷變化的，現(xiàn)場建模模塊仿真出擁擠現(xiàn)場，并由客流預測模塊在一 定時間提前量下對未來的擁擠狀態(tài)進行預報，從而可使管理人員采取預案，并防 范擁擠可能帶來安全隱患。另外，客流自適應仿真模塊根據(jù)客流預測模塊和測量 模塊的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場建模參數(shù)進行調整，使仿真更好的符合現(xiàn)場情況，并能夠一定 程度上反映引發(fā)客流移動的因素，例如區(qū)塊對客流的吸引度的高低、演出時刻的 安排，這些因素及其對客流的影響可以作為現(xiàn)場管理人員安排場地以及安排演出 活動時刻表的依據(jù)。擁擠預警模塊根據(jù)客流預測模塊的評估結果，給出預警級別 和預警區(qū)塊，并由實施擁擠預案模塊給出相應的措施。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1、 本發(fā)明通過仿真單一游客的行為，并根據(jù)全體游客形成的客流數(shù)據(jù)調整 仿真參數(shù)，以期符合實測數(shù)據(jù)。這種仿真和自適應調整的過程不受場地和人員數(shù) 量限制，可很靈活的應用于開放和封閉的不同環(huán)境；
2、 本發(fā)明可在大型活動召開之前運行，在未發(fā)生擁擠的情況下，即可模擬 擁擠的發(fā)生和轉換，從而防患于未然；
3、 本發(fā)明可對擁擠預案進行仿真，這樣，不僅可以在活動舉行之前對預案
進行分析和驗證，還可以在活動舉行過程中預案的實現(xiàn)效果進行預測，管理人員 可根據(jù)預測結果改變實施的預案，以更好的疏散人群；
4、采用本發(fā)明系統(tǒng)后，單一展覽館的每日客流量在保證不出現(xiàn)擁堵狀態(tài)的 情況下，可提高游客量約2成。


圖l為本發(fā)明系統(tǒng)結構框圖2為本發(fā)明中的客流自適應仿真模塊的游客仿真子模塊工作流程圖3為本發(fā)明中的客流自適應仿真模塊的參數(shù)自適應調整子模塊工作流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護 范圍不限于下述的實施例。
如圖l所示，本實施例包括現(xiàn)場建模模塊、測量模塊、數(shù)據(jù)存取模塊、客 流預測模塊、客流自適應仿真模塊、擁擠預警模塊、實施擁擠預案模塊，其中
現(xiàn)場建模模塊負責在系統(tǒng)啟用前將待監(jiān)控的預防擁擠現(xiàn)場進行建模，其他模 塊均基于建模形成的現(xiàn)場進行工作；
測量模塊負責在現(xiàn)場中的各個測量點采用紅外、圖像、視頻等處理技術對區(qū) 塊內的游客人數(shù)進行測量和計算，并將測得的人流數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)存取模塊；
數(shù)據(jù)存取模塊記錄系統(tǒng)在運行過程中，歷史上的客流測量數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)、 擁擠預警發(fā)出時間、擁擠預案的實施時刻和持續(xù)時間等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)提供給客 流預測模塊和客流自適應仿真模塊調用；
客流預測模塊根據(jù)歷史客流的變化情況，以及擁擠引導預案實施狀態(tài)，對當 天或者第二天內某一時刻出入的客流進行預測，并將預測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲模 塊；本實施例中，客流預測模塊采用的預測的方法具體如下<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，^(^,,//,,71^)是系統(tǒng)開始運行以來第1周、第j天、k點鐘的平均
人流速度(人/分鐘)，W(w,)是第i周的總流入客流，A^(Z^)是第j天總流入客 流。如果i-2，則iVO,，Z^,/^) = 〃0^,^—7,/^);如果>1，由于沒有多少歷 史數(shù)據(jù)可做參考，iVO, ， ^ , ) = , I),, ， )。
客流自適應仿真模塊根據(jù)預測的客流、實際測量的客流、采用的擁擠引導預 案等參數(shù)，對游客的移動過程進行仿真，客流自適應仿真模塊對全部游客的移動 過程進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結果和實際測量結果對現(xiàn)場建模參數(shù)進行自適應調整， 并重新進行仿真以使仿真結果更符合現(xiàn)場情況，同時，客流自適應仿真模塊根據(jù) 仿真的結果，判斷給定時間內現(xiàn)場的擁擠狀態(tài)，結果傳輸給擁擠預警模塊；
擁擠預警模塊根據(jù)客流預測模塊對未來給定時間內發(fā)生擁擠情況的嚴重性 進行評估，并給出預警級別和預警區(qū)塊；通常，如果在區(qū)塊人數(shù)超過區(qū)塊的容積， 且未來凈流入人數(shù)大于O時，發(fā)出黃色擁擠預警；在區(qū)塊人數(shù)超過區(qū)塊容積的 1.2倍，且未來凈流入人數(shù)大于O時，發(fā)出橙色擁擠預警；在區(qū)塊人數(shù)超過區(qū)塊
容積的1. 2倍，且未來凈流入人數(shù)將在疏散時間內使區(qū)塊人數(shù)達到容積的1. 5
倍時，發(fā)出紅色預警。
實施擁擠預案模塊，根據(jù)擁擠預警模塊發(fā)出的預警級別和預警區(qū)塊，實施相 應的的擁擠預案，并將實施的預案情況反饋給數(shù)據(jù)存取模塊，實施擁擠預案之后 重新啟動客流預測模塊和客流自適應仿真模塊，其中，擁擠預案是針對某些區(qū)塊
中發(fā)生擁擠或者即將發(fā)生擁擠時應用的引導人流的方法包括布控法和疏導法， 布控法是指在繼續(xù)向擁擠處流入人流的位置進行流量的控制，以減少流入的客流 數(shù)；疏導法是指在擁擠處提醒人流擁擠狀態(tài)，引導人流流出，為保證安全，同時
要控制人流移動速度。
所述的客流自適應仿真模塊，包括游客仿真子模塊和參數(shù)自適應調整子模 塊，其中游客仿真子模塊是對單個游客進行游覽過程進行仿真，并對全部游客 的移動過程進行統(tǒng)計；參數(shù)自適應調整子模塊是對所有游客的仿真結果進行統(tǒng) 計，并根據(jù)統(tǒng)計結果和現(xiàn)實測量數(shù)據(jù)的不同對游客仿真子模塊中的參數(shù)進行自適 應的調整。
如圖2所示，所述游客仿真子模塊，其根據(jù)客流預測模塊的預測數(shù)據(jù)，生成 相應數(shù)量的游客。單個游客的仿真流程是首先選擇進入現(xiàn)場的出入口區(qū)塊，其次
選擇要訪問的下一個區(qū)塊，根據(jù)區(qū)塊參數(shù)以及區(qū)塊中游客的數(shù)量確定區(qū)塊的訪問 時間，在游客離開活動現(xiàn)場之前，會不斷選擇下一個要訪問的區(qū)塊，并進行訪問。 與單個游客的仿真流程同時進行的還有全體游客的統(tǒng)計流程。所有在仿真中生成
的游客對象都會存放在一個游客隊列之中，給定時間間隔會統(tǒng)計各區(qū)塊中的游客 數(shù)量，并將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存取模塊中。
游客在選擇下一個要訪問的區(qū)塊時，綜合考慮區(qū)塊的每一個參數(shù)，計算區(qū)塊 的優(yōu)先度-
R = a水 (1—distRate) + b氺hotRate + c氺tiringRate + d氺visitedRate + e* (1 —crowdRate) +e
其中，R為某一區(qū)塊的優(yōu)先度，a為距離因素所占比重，distRate為當前區(qū) 塊到評估區(qū)塊的距離與現(xiàn)場最長距離的比值，b為區(qū)塊的熱門度(即對游客的吸 引程度)在游客選擇過程中所占比重，hotRate為區(qū)塊的熱門度，c為游客的疲 勞程度在游客選擇過程中所占比重，tiringRate為游客的疲勞度，d為已訪問過 參數(shù)在游客選擇過程中所占比重，如果游客已經到過該區(qū)塊，則visitedRate 為0，否則為1， e為區(qū)塊擁擠程度在游客選擇過程中所占比重，crowdRate為區(qū) 塊的擁擠程度，s表示其他影響優(yōu)先度的隨機因素。獲得最大優(yōu)先度的區(qū)塊被選 擇為下一個要訪問的區(qū)塊。從當前區(qū)塊到下一個要訪問區(qū)塊的路徑上，得分高的 區(qū)塊被選中為途徑區(qū)塊。
每一個區(qū)塊的訪問時間則可由如下公式來確定
T =expectingVisitTime * (l+p氺crowdRate) +n
其中T為區(qū)塊訪問時間，expectingVisitTime為平均期望訪問時間，p為擁 擠對訪問時間的影響參數(shù)，il表示其他影響訪問時間的隨機因素。
如圖3所示，所述參數(shù)自適應調整子模塊，其比較游客仿真子模塊的仿真結 果和實測數(shù)據(jù)的差，如果差距大于閾值，則啟動自適應的參數(shù)調整，參數(shù)調整的 最終數(shù)據(jù)發(fā)給數(shù)據(jù)存取模塊，并根據(jù)調整后的參數(shù)重新啟動游客的仿真過程。仿 真過程會在當天活動進行過程中不斷進行，并等待系統(tǒng)設置的時間間隔再次進行 自適應參數(shù)的調整。
調整過程重點調整的參數(shù)為游客選擇下一個區(qū)塊中的參數(shù)a、 b、 hotRate， 以及區(qū)塊訪問時間的expectingVisitTime。調整過程為迭代式，即對參數(shù)依次
進行調整后再次進行仿真，如果仿真結果比之前的仿真結果有所改善，則繼續(xù)對 該參數(shù)進行調整，知道仿真結果不再改善或者變壞。為防止每天的參數(shù)調整比較 頻繁和劇烈，第二天的初始參數(shù)被設置為前一天調整參數(shù)的平均值。
所述的實施擁擠預案模塊，其根據(jù)未來可能發(fā)生擁擠的區(qū)塊位置以及擁擠預 警的等級而采取的擁擠預案，當發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量不多或者較為分散的情況 下，多采用區(qū)塊疏導法；在發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量較多時，且擁擠區(qū)塊較為集中時， 多采用區(qū)塊布控法。
所述實施擁擠預案模塊，提供人機界面供現(xiàn)場管理人員選擇要實施的預案，
并將已實施預案等數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存取模塊。
本實施例通過仿真單一游客的行為，并根據(jù)全體游客形成的客流數(shù)據(jù)調整仿
真參數(shù)，不受場地和人員數(shù)量限制，可很靈活的應用于開放和封閉的不同環(huán)境；
本實施例可對擁擠預案進行仿真，不僅可以在活動舉行之前對預案進行分析和驗
證，還可以在活動舉行過程中預案的實現(xiàn)效果進行預測，管理人員可根據(jù)預測結
果改變實施的預案，以更好的疏散人群。
權利要求
1、一種基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其特征在于，包括現(xiàn)場建模模塊、測量模塊、數(shù)據(jù)存取模塊、客流預測模塊、客流自適應仿真模塊、擁擠預警模塊、實施擁擠預案模塊，其中現(xiàn)場建模模塊負責在系統(tǒng)啟用前將待監(jiān)控的預防擁擠現(xiàn)場進行建模，其他模塊均基于建模形成的現(xiàn)場進行工作；測量模塊負責在現(xiàn)場中的各個測量點采用紅外、圖像、視頻處理技術對區(qū)塊內的游客人數(shù)進行測量和計算，并將測得的人流數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)存取模塊；數(shù)據(jù)存取模塊記錄系統(tǒng)在運行過程中，歷史上的客流測量數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)、擁擠預警發(fā)出時間、擁擠預案的實施時刻和持續(xù)時間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)提供給客流預測模塊和客流自適應仿真模塊調用；客流預測模塊根據(jù)歷史客流的變化情況，以及擁擠引導預案實施狀態(tài)，對當天或者第二天內某一時刻出入的客流進行預測，并將預測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲模塊；客流自適應仿真模塊根據(jù)預測的客流、實際測量的客流、采用的擁擠引導預案參數(shù)，對游客的移動過程進行仿真，客流自適應仿真模塊對全部游客的移動過程進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結果和實際測量結果對現(xiàn)場建模參數(shù)進行自適應調整，并重新進行仿真以使仿真結果更符合現(xiàn)場情況，同時，客流自適應仿真模塊根據(jù)仿真的結果，判斷給定時間內現(xiàn)場的擁擠狀態(tài)，結果傳輸給擁擠預警模塊；擁擠預警模塊根據(jù)客流預測模塊的評估結果，給出預警級別和預警區(qū)塊；實施擁擠預案模塊，根據(jù)擁擠預警模塊發(fā)出的預警級別和預警區(qū)塊，實施相應的的擁擠預案，并將實施的預案情況反饋給數(shù)據(jù)存取模塊，實施擁擠預案之后重新啟動客流預測模塊和客流自適應仿真模塊，其中，擁擠預案是針對某些區(qū)塊中發(fā)生擁擠或者即將發(fā)生擁擠時應用的引導人流的方法，包括布控法和疏導法，布控法是指在繼續(xù)向擁擠處流入人流的位置進行流量的控制，以減少流入的客流數(shù)；疏導法是指在擁擠處提醒人流擁擠狀態(tài)，引導人流流出，為保證安全，同時要控制人流移動速度。
2、 根據(jù)權利要求l所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的現(xiàn)場建模模塊，將現(xiàn)場分為若干個區(qū)塊，區(qū)塊包括五種類型出 入口、開放型道路、封閉性道路、休息區(qū)、活動區(qū)，現(xiàn)場建模模塊通過如下參數(shù) 仿真各個區(qū)塊容積、客流走向、類型或寬度長度、實測客流測量點位置、擁擠 度、正常疏散時間，活動區(qū)包括如下參數(shù)吸引度、演出時刻、演出時長、平均 參觀時間。
3、 根據(jù)權利要求l所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的客流預測模塊是對出入口類型區(qū)塊流入和流出的人流做給定預先 時間內的預測，預測以星期為周期，本星期的預測客流根據(jù)上幾個星期的實際測 量出的客流數(shù)據(jù)按照客流增長的速度進行調整。
4、 根據(jù)權利要求l所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的客流自適應仿真模塊，包括游客仿真子模塊和參數(shù)自適應調整 子模塊，其中游客仿真子模塊是對單個游客進行游覽過程進行仿真；參數(shù)自適 應調整子模塊是對所有游客的仿真結果進行統(tǒng)計，并根據(jù)統(tǒng)計結果和現(xiàn)實測量數(shù) 據(jù)對游客仿真子模塊中的參數(shù)進行自適應的調整。
5、 根據(jù)權利要求4所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的游客仿真子模塊以客流預測數(shù)據(jù)為基礎，生成相應數(shù)據(jù)的游客， 模擬游客在各個區(qū)塊中的活動，設定游客訪問所有的活動區(qū)，從游客進入一個出 入口區(qū)塊開始，有選擇的訪問休息區(qū)塊，然后選擇下一個活動區(qū)塊，下一個活動 區(qū)塊是未訪問過的區(qū)塊，并根據(jù)活動區(qū)塊的吸引度、演出時間、擁擠度參數(shù)來決 定；選定要訪問的區(qū)塊后，根據(jù)現(xiàn)場模型，選擇途徑的道路和休息區(qū)，游客訪問 區(qū)塊的時間根據(jù)當時游客自身的狀態(tài)、區(qū)塊的類型和區(qū)塊的擁擠情況而確定；游 客在訪問了所有的活動區(qū)后，通過一個出入口離開。
6、 根據(jù)權利要求4所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的參數(shù)自適應調整子模塊，首先將仿真的結果與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)相比 對，當仿真結果和實測數(shù)據(jù)發(fā)生了較大偏差時，將對現(xiàn)場建模中的參數(shù)進行自適 應的調整，參數(shù)調整完畢后重新調用游客仿真子模塊啟動游客仿真，這種參數(shù)自 適應的調整過程將每隔一段時間進行。
7、 根據(jù)權利要求l所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其特征是，所述的擁擠預警模塊，是對未來給定時期內現(xiàn)場各區(qū)塊中的擁擠狀態(tài)進 行預測，并做出黃、橙、紅三級擁擠的預警，如果在某一區(qū)塊中人數(shù)超過區(qū)塊的 容積，且未來凈流入人數(shù)大于0時，發(fā)出該區(qū)塊的黃色擁擠預警；在某一區(qū)塊人 數(shù)超過區(qū)塊容積的1. 2倍，且未來凈流入人數(shù)大于0時，發(fā)出該區(qū)塊的橙色擁擠 預警；在區(qū)塊人數(shù)超過區(qū)塊容積的1.2倍，且未來凈流入人數(shù)將在疏散時間內使 區(qū)塊人數(shù)達到容積的1. 5倍時，發(fā)出該區(qū)塊的紅色預警。
8、 根據(jù)權利要求l所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，其 特征是，所述的實施擁擠預案模塊，其根據(jù)未來可能發(fā)生擁擠的區(qū)塊位置以及擁 擠預警的等級而采取擁擠預案，當發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量較少或者分散的情況下， 采用區(qū)塊疏導法；在發(fā)生擁擠的區(qū)塊數(shù)量較多時，且擁擠區(qū)塊集中時，采用區(qū)塊 布控法。
9、 根據(jù)權利要求1或8所述的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)， 其特征是，所述實施擁擠預案模塊，提供人機界面供現(xiàn)場管理人員選擇要實施的 預案。
全文摘要
一種計算機仿真技術領域的基于客流預測和自適應仿真的擁擠預警系統(tǒng)，包括現(xiàn)場建模模塊、測量模塊、數(shù)據(jù)存取模塊、客流預測模塊、客流自適應仿真模塊、擁擠預警模塊、實施擁擠預案模塊，現(xiàn)場建模塊通過對現(xiàn)場進行建模，測量模塊對現(xiàn)場人數(shù)進行測量，數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)存取模塊中，客流預測模塊根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對未來時間內進行預測，客流自適應仿真模塊預測數(shù)據(jù)生成相應數(shù)量的游客，并對游客的移動進行仿真，并對仿真參數(shù)和模型進行自適應調整，擁擠預警模塊根據(jù)對現(xiàn)場擁擠狀態(tài)的評估，發(fā)出擁擠預警，由實施擁擠預案模塊選擇預案實施。本發(fā)明不僅可以在活動舉行之前對預案進行分析和驗證，還可以在活動舉行過程中預案的實現(xiàn)效果進行預測。
文檔編號G07C11/00GK101350113SQ20081004248
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月4日
發(fā)明者業(yè) 何, 張志遠, 李建華, 王明政, 蘇貴洋, 譚大禮, 馬穎華 申請人:上海交通大學